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" Verfahren für Trockenbeleimung von Stoffen1 insbesondere von Spänen
Das Verfahren bezieht sich auf die trockene Beleimung von Holzspänen oder dgl. mittels
Leimpulver, wobei mit dem Beimpulver ggf. auch Feinstspäne und Staubanteile beigemischt
und homogen verteilt werden.
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Bei Beleimung von Spänen mit flüssigkeitsgebundenen Leimen ( Leimflotte)
sind sogenannte Beimnester nicht immer zu vermeiden.
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Die Entstehung der-Leimnester ist von verschiedenen Ursachen abhängig.
Einmal, weil feinste Teilchen eine relativ große Oberfläche bieten gegenüber einer
Masse aus größeren Teilchen und zum anderen, weil die kleinen versprühten Leimtröpfchen
relativ größer sein können als die Staubteilchen und dadurch die Leimtröpfchen bei
Berührung sofort von den in der Masse befindlichen Staubteilchen eingehüllt werden.
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Eine gewünschte Verteilung des Leimes auf der Spanoberfläche wird
nicht erreicht.
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Diese Zusammenballungen von Staubteilchen, welche die Leimtröpfchen
umschließen bilden den Kern der bekannten Leimnester, welche nicht nur die Qualität
des Fertigprodukte6 erheblich herabsetzen, sondern
auch einen hohen
Leimverbrauch verursachen.
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Es wurde versucht, die Bildung der Leimnester dadurch zu verhindern,
daß man das Spangut in verschiedenen Sortimenten sichtet und die teleimung der verschiedenen
Spanfraktionen getrennt vornimmt. Denoch ist eine wirtschaftliche Leimverteilung,
insbesondere bei feinsten Spänen und bei Staubanteilen nicht möglich, diese etwa
30% und mehr Leim aufnehmen und hier bereits die Ursache der Leimnesterbildung zu
suchen ist0 Weiterhin ist es bekannt, für die rationelle Verteilung des Leimes zunächst
die größeren Späne in einer Beleimungsvorrichtung zu beleimen und in einem zweiten
Arbeitsgang Bein- und Beinstspäne sowie Staubanteile-den schon beleimten Spänen
beizumischen. Auch hierbei ist eine Vermeidung von Leimnestern nicht durchführbar,
da sich die Staubpartikel an den leimreichsten Oberflächen der einzelnen Späne oder
in den Sogzonen der Mischwerkzeugteile-ansetzen, wo sich leicht die Flüssigleime
absetzen. Zwangsläufig kommt es auch hier zu Umhüllungen der angesetzten Leimpartikel
durch die Staubteilchen, die sich z.B.
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vom Mischwerkzeug früher oder später lösen und die Weiterverarbeitung
der beleimten Sangutmischung stören.
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Da immer die Verteilung einer:gering9n Flüssigkeitsmenge in einer
großen Menge trockener Substanzen ein bis heute fast unlösbaren Problem darstellt,
insbesondere dann, wenn die größeren trockenen Substanzen eine stark absorbierende
Eigenschaft von Flüssigkeiten besitzen, i8t-- eine flüssige Leimverteilung
in
einer trockenen großen Spanmenge stets mangelhaft. Eine andere Ursache einer unregelmäßigen'jeinnrerteilung
und damit verbundener Leimnesterbildung kann schon eine nicht homogene Leimflotte
sein. Ob eine Leimflotte wirklich homogen ist, kann nicht immer sicher kontrolliert
werden.
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Weiter ist es bekannt ( Patentanmeldung P 16 53 263.1), Leimpulver
in das vorgetrocknete Spangut in einer Vorrichtung zentral einzuführen, wobei zunächst
die Oberfläche'der Späne beispielsweise durch die Restfeuchtigkeit aus dem Spangut,
befeuchtet wurde.
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Die pulverförmigen Leimpartikelchen haftet dann an der feuchten Oberfläche,
lösen sich hier und umhüllen den Span. Nach diesem Verfahren wird die Bildung von
Leimnestern zwar verhindert, jedoch ist die Beimischung von Feinstspänen und Schleifstaub
sehr problematisch, da bereits die feuchte Spanoberfläche der gräßeren Späne von
den pulverförmigen Leimpartikelchen bereits eingebettet sind und die Feinstspäne
nicht mehr auf die Oberfläche der größeren Späne gebunden werden können.
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Diese bekannten Nachteils bei den Verfahren zu Beleimung von großen
bis feinen Spänen führten zu der Aufgabe, ein Verfahren zu entwickeln,um eine äußerst
homogene Leimverteilung in einer Mischung von groben bos zu feinsten Stäuben zu
erreichen.
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Hierbei soll trotz Staubanteile ein rationeller Leimverbrauch erzieelt
und die nachteiligs Leimnesterbildung wirksam vernmieden werden.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird vorgeschlagen, im Gegensatz
zu den bekannten Verfahren, das trockene Spangut ( RestSeuchtigkeit-etwa 2 bis 8
%) und die trockenen Staubanteile im beliebigen Verhältnis in einer Vorrichtung
zu mischen, wobei gleichzeitig eine bestimmte Menge Leimpulver beigegeben wird.
Die Verteilung der groben und feinen Späne sowie der Staubanteile und der trockenen
Leimpartikel erfolgt, insbesondere in einem Schnellmischer, in' wenigen Minuten
Erst nach der homogenen, Verteilung aller trockenen Stoffe erfolgt die Zugabe der
für den Leim erforderlichen Beua.htigkeit.
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Aufgrund der Erkenntnisse beim Mischen von pulverförmigen Komponenten,
wobei eine homogene Verteilung auch bei kleinsten Verteilungsgrößen problemlos durchführbar
ist, kann nur die vollkommene trockene Fulverbeleimung auf trockenem-Spangut zu
einem befriedigenden Ergebnis führen.
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Die problemlose Pulververteilung des Leimes ist primär das wichtigste,
während die Zugabe der Feuchtigkeit für die Beleimung nur sekundäre Bedeutung hat.
Die gleichmäßige Verteilung der Feuchtigkeit in der Spanmischung ist ohne Bedeutung,
da diese im nachfolgenden Pressvorgang in Dampf umgewandelt und durch die gesamte
trockene Masse hindruchgeleitet wird0 Die Beleimung mit staubförmigen Trockenleim
wurde in der Literatur in bezug der möglichen Einsparung der Trocknungsenergie schon
in Erwägung gezogen, jedoch sah man Schwierigkeiten, eine gleichmäßige Anlagerung
des Leimpulvers auf die Spanoberfläche zu erreichen. Es wurde lediglich ein Mischverfahren
'bekannt,
bei dem teils Naßleim und teils Trockenleim verwendet wurde.
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Es wurde erkannt, daß eine gute Trockenbeleimung von grobem Material
und pulverförmigen Stoffen durchführbar ist, wenn in einer Mischvorrichtung außer
der Umwälzung des Spangutes auch eine sehr hohe Reibungsarbeit wirksam wird. Infolge
der Reibung werden Pulverteilchen elektrisch aufgeladen.
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Durch die stofflichen Unterschiede ( Leimpulver -Kunstharz; Staubteilchen
= Holz) können verschiedene Aufladungen entstehen. Auch in der Zusammensetzung der
Mischung aus verschiedenen großen Teilchen können sich z.B. große Teile positiv
und kleine Teilchen negativ aufladen. Ein geladenes Teilchen wird von ungeladenen
oder anderspoligen Teilchen angezogen. Die Voraussetzung für eine elektrischstatische
Aufladung-ist eine Mischung aus nicht nichtleitenden Eubstanzenohne leitende Medien,
wie z.B. Wasser. Diese Voraussetzungen sind sind bei trockenen Span- und Staubbeleimungen
mit Leimpulver gegeben Da jedes eilchen mit größerer Oberfläche zwangsläufig eine
größere Aufladung bzw. eine anderspolige Aufladung haben kann, werden viele kleine
Teilchen an ihr Oberfläche gebunden die z.B. eine entgegengesetste Aufladung besitzen.
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Das ist insbesondere b'ei Leimpulver der Fall, welches zu den Kunstharzen
gehört Das erfindungsgemäße Trockenbeleimungsverfahren erfordert eine erhöhte Reibungsarbeit,
welche im Gegensatz zur Flüssigbeleimung gefahrlos durchgeführt werden kann, da
die überwiegend verwendeten Härterzusätze im Le.impüiver erst nach dem Lösen in
Wasser wirksam werden. Die höheren Temperaturen, wie sie z3.
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in einem Schnellmjscher bei der Trockenbeleimung entstehen,
beeinflussen
daher auf keinen Fall störend den wichtigen" Härtungsprozeß im nachfolgenden Preßvorgang0
Außer der Haftkräfte, die durch die elektrischstatische Auf,ladung entstehen, führt
die erhöhte Reibung in Strömungen, zB. be.i höhreren Temperaturen, zu weiteren Haftkräften,
welche auf die an der Oberfläche wirksamen molekularen Anziehungskräfte oder aber
auf die an der Oberfläche stattfindenden Erweichung der Teilchen' zurückzuführen
ist. Diese Vorgänge stehen im ursächlichen''Zusammenhang mit dem praktischen Resultat,
daß eine ideale homogene Verteilung bei der Trockenbeleimung der pulverförmigen
Staubanteile mit trockenem Spangut erzielt wird.
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Die Zugabe der Feuchtigkeit in die fertige- homogene Trockenmischung
aus Spänen, Staub und Leimpulver, kann z.B. mit einem Wassernebel erfolgen. Die
Feuchtigkeit legt sich über die mit Staub und Leimpartikel umhüllten größeren Späne
und,bindet die Leim-und Staubschicht an der Spanoberfläche. Dadurch wird ebenfalls
verhindert, daß die Feuchtigkeit und der Leim in däs Zellgewebe des Holzes. eindringen
kann.
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Die nachträgliche Zugabe der Feuchtigkeit in die, fertige Trockénmischung
hat weiterhin den Vorteil, daß die durch die Reibungserwarmung entstandene erhöhte
Temperatur in der Mischung durch die Feuchtigkeit gesenkt wird und damit die jetzt
temperaturemfind liche feuchte Wasserleimverbindung vor einer zu' schnellen Aushärtung
geschützt wird. Damit bleibt der so beleimte Span lagerfähig, ohne die Gefahr einer
vorzeitigen Abbindung des Leimes vor dem
Preßverfahren einzugehen.
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Die Befeuchtung der fertigen Trockenmischung kann auf verschiedene
Art durchgeführt werden. Beispielsweise kann bei einem kontinuierlichen Verfahren
die trockene Vermischung in einer Mischvorrichtung erfolgen, während die erforderliche
Befeuchtung des Materials in einem Entleerungskanal' oder dergleichen durchgeführt
wird. Bei der nachträglichen Beleimung außerhalb der Beleimungsvorrichtung wird
erreicht, daß das Mischwerkzeug und der'Mischbehälter absolut frei bleiben von möglicher
Ansatzbildung.
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Bei einem diskontinuierlichen Beleimungsverfahren kann zwar die Befeuchtung
des beleimten Spangutes im Mischbehälter erfolgen. Die Ansatzbildung bleibt jedoch
auf ein Minimum beschränkt, da der Beleimungsvorgang- mit den bei der intensiven
Umwälzung des Spangutes entstehenden unvermeidlichen Scherkräften dann bereits beendet
ist und der Leim sich somit nicht ansetzen und an temperaturkritischen Punkten nicht
ausfärten kann. Einem nachträgliche Befeuc-htung außerhalb der Mischvorrichtung
ist jedoch auch bei einem diskontinuierlichen Beleimungsverfahren vorzuziehen.
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Soll die fertige Trockenmischung sofort verarbeitet werden, so kann
in diesem Fall auch die Befeuchtung kurz-vor der Verpressung vorgenommen werden.-Bei
Sörderung-.o-der einer Zwischenlagerung -des- beleimten .Spangutes besteht jedoch
vor einer Befeuchtung die Gefahr der Entmischung. In der Praxis wird es jedoch notwendig
sein, die Befeuchtung der fertigen Trockenmischung sofort nach Beendigung des Beleimungsprozesses
vorzunehmen, denn es ist zu berücksichtigen, daß die Haftung der Staubverteilung
auf der Spanoberfläche,
Insbesondere wenn überwie-gend diese Verbindung
durch elektrischstatische Aufladung der Teilchen zustande gekommen ist, zeitlich
begrenzt ist-o Daher sollte die Zugabe der Feuchtigkeit nicht zu lange hinausgezögert
werden, damit die pulverförmigen Leimpartikelchen durch die Feuchtigkeit gelöst
werden und die erforderliche RindQkrnft
erhalten. Damit werden die Feinstspäne und die Staubteilchen an der Spanoberfläche
der größeren Späne gebunden.
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Ein gleichmäßiger Durchsatz der Feuchtigkeit in der fertigen Trockenmischung
ist vor der Weiterverarbeitung nicht von besonderer Bedeutung.
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Die Angleichung der Feuchtigkeit an die Gleichgewichtsfeuchtigkeit
der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten und zu verpressenden Trockenmischung
erfolgt durch Wasserverdampfung beim Pressvorgang. Die verdampfte Feuchtigkeit strömt
alsdann rasch in das Innere der panlagen innerhalb der gesamten Masse. Durch die
Erwärmung der Späne beim-Pressvorgang wird die erforderliche Abbindetemperatur des
Leimes erreicht, Außer der diskontinuierlichen Arbeitsweise läßt sich das erfindungsgemäße
Trockenbelei.mungsverfahren besonders günstig kontinuierlich - durchführen, zumal
die dosierbare Zuführung von Spansortimenten und Leimpulver mit einfachen Mitteln
problemlos erreichba'r ist.